小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中,设计了如图所示的实验方案,并进行了以下三步实验操作: 步骤一:让铁球甲从斜面F点静止滚下打到一个小木块上
题型:不详难度:来源:
小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中,设计了如图所示的实验方案,并进行了以下三步实验操作: 步骤一:让铁球甲从斜面F点静止滚下打到一个小木块上,推动木块使木块从位置A移动到位置B。 步骤二:让铁球甲从斜面E点静止滚下,打到相同的小木块上,推动木块使木块从位置A移动到位置C。 步骤三:换一铁球乙(m乙﹥m甲)从斜面上E点静止滚下,打到相同的小木块上,推动木块从位置A移动到位置D。 (1)小明同学设计实验“步骤一”和“步骤二”,是想探究动能大小与 的关系; (2)小球动能的大小是通过比较 得出的。 (3)分析步骤二、三,得出的结论 。 (4)为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度,有同学认为可以不用让两球都从E点滚下,而是设计了如图乙装置,只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可。不考虑各种能量损耗,该方法 (合理/不合理)。 |
答案
(1)速度(2)木块被推动距离的长短 (3)当速度一定时,动能大小与质量成正比 (4) 不合理 |
解析
试题分析:实验“步骤一”和“步骤二”,使用的是同一小球,小球的质量就是一定的,从斜面的不同高度上滚下,小球到达水平面时的速度是不同的,由图可以发现,小球在斜面上的位置越高,速度越大,木块移动距离越长,动能越大.在“步骤二”和“步骤三”中,小明让甲、乙两球都从E点滚下,小球到达水平面时速度就是一定的.而小球乙的质量,乙推动木块运动距离长,说明在速度一定时,质量越大,动能越大.实验“步骤一”和“步骤二”,是想探究动能大小与速度的关系;在“步骤二”和“步骤三”中,小明让甲、乙两球都从E点滚下,目的是:控制小球到达水平面时的速度一定,这种研究方法叫控制变量法.分析步骤一、二,可以发现:采用了同一物体,质量时不变的,从不同高度处滚下,速度是不同的,木块移动距离的不同也就说明了动能不同,由此得出的结论是:质量一定时,物体的速度越大,动能就越大.分析步骤二、三,可以发现:采用了不同的物体,从同一高度滚下,速度是一定的,乙的质量大,乙就把木块推动的距离长,由此得出结论:速度一定时,物体的质量越大,动能就越大.该方法不合理,由于甲乙两球的质量不同,所以即使让两球压缩弹簧的形变程度相同,也不会获得相同的速度。 点评:解决本题的关键是熟知控制变量法的应用,我们要能够使用控制变量法分析实验并得出结论. |
举一反三
如下图所示的是运动员在铅球比赛中的场景球离手后,在空中飞行过程动能EK随时间t变化的曲线最接近的是(不计空气阻力)( ) |
如图所示,是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球M从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。请回答以下问题:
(1)设计实验的目的是研究钢球动能的大小与 的关系。 (2)实验是通过观察 来说明钢球对木块做功的多少,从而得出结论的。 (3)若水平面为光滑的,该实验还能得出结论吗? ,理由是: 。 |
国庆期间,在北京举行了一场空中跳伞表演。飞机在高空沿水平方向匀速飞行,跳伞运动员从飞机上鱼贯而出,跳入蓝天白云间,运动员在下落的开始阶段降落伞没有打开,受到的阻力较小,其动能逐渐 (选填“增加”、“减少”或“不变”),重力势能 ;当接近地面,打开降落伞一段时间后,运动员匀速下落,此时其动能 ,重力势能 ;在整个过程中,机械能 。 |
中国跳水队被人们称为“梦之队”,如图所示是跳水运动员跳水时的情景.运动员在离开跳板落入水的过程中(不计空气的阻力)( )
A.运动员的动能一直增大,机械能不变 | B.运动员的重力势能一直减小,机械能不变 | C.运动员的动能先减小后增大,机械能不变 | D.运动员的重力势能先减小后增大,机械能不变 |
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如图是研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装置示意图.
小球
| 小球质量
| 小球碰撞物体A时的速度
| 物体A被推动的距离
| 甲球
| 2m
| V
| S
| 乙球
| m
| 2V
| 2S
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表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据.由表中数据可知:甲球的动能 (选填”大于”、”小于”、或”等于”)乙球的动能;在质量和速度两个物理量中,对动能影响较大的是 .正是由于这个因素影响,在高速公路上,严禁汽车 (超载/超速) |
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